CN213423313U - 一种便携式光路一体机的信号调理电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种便携式光路一体机的信号调理电路，包括电流调理采集电路、电压调理采集电路和模数转换模块；所述电流调理采集电路和电压调理采集电路均与所述模数转换模块连接。通过采用电流互感器与电阻、电容和二极管组合连接在一起，可以实现电流信号的调理和采集；本申请通过采用电压互感器与电阻、电容和二极管组合连接在一起，可以实现电压信号的调理和采集；信号经过调理和采集，滤除掉不需要的高频干扰信号，从而仅使需要的低频信号通过，提高采集信号精度，减少干扰，使采样结果更加准确可靠，而且能够根据线路的损耗情况，灵活调节便携式光路一体机的增益，且对不同厂家的传输设备具有良好的兼容性。

Description

一种便携式光路一体机的信号调理电路

技术领域

本申请涉及电力光纤通讯技术领域，尤其涉及一种便携式光路一体机的信号调理电路。

背景技术

随着光缆运行年份的增加，传输线路上因为板卡故障和光缆故障引起的中断事故数也在不断增加。在突如其来的大型自然灾害和公用突发事件面前，常规的通信手段往往无法满足通信要求。便携式光路一体机在光功率放大与色散补偿技术应用上取得重大突破，解决通信运维中遇到的具备光功率设备放大与色散补偿功能的设备较少、光功率放大设备放大值固定或仅小范围可调、色散补偿设备多采用补偿值固定导致应用场景单一等问题。便携式光路一体机能有效用于光纤通信系统中断应急抢修，可同时对多条线路提供应急通道，实现对通信线路的灵活调度，应对多种应急状况，便携式光路一体机大幅提高传输系统的应急抢修能力。

便携式光路一体机的信号调理电路是指把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号的电路，是影响便携式光路一体机工作精度的关键电路之一，在研制便携式光路一体机过程中，对信号调理电路要求极高。目前，现有的便携式光路一体机的信号调理电路的相关样品存在采集信号精度低，影响设备工作带宽等问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种便携式光路一体机的信号调理电路，以解决现有技术采集信号精度低，影响设备工作带宽的问题。

为了实现上述目的，本申请通过以下技术方案实现：一种便携式光路一体机的信号调理电路，包括电流调理采集电路、电压调理采集电路和模数转换模块；

所述电流调理采集电路和电压调理采集电路均与所述模数转换模块连接。

可选的，所述电流调理采集电路包括电流互感器、第一电阻、第二电阻和第一滤波电路；

所述电流互感器的一次侧与电流输入端相连，所述电流互感器的二次侧与所述第二电阻并联；

所述第二电阻的一端与第一基准电压相连，所述第二电阻的另一端与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述第一滤波电路的一端相连，所述第一滤波电路的另一端与所述模数转换模块相连。

可选的，所述第一滤波电路包括第一电容、第一二极管、第二二极管、第一灵敏电流计和第二灵敏电流计；

所述第二灵敏电流计、第一二极管和第二二极管依次串联后与第二基准电压相连；

所述第一灵敏电流计与所述第一电容的一端相连，所述第一电容的另一端与所述第一二极管靠近第二二极管的一端连接后，与所述模数转换模块相连；

所述第一电阻与所述第一电容远离所述第一灵敏电流计的一端相连。

可选的，所述电压调理采集电路包括压敏电阻、电压互感器、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第二滤波电路；

所述压敏电阻与电压输入端并联，所述电压互感器的一次侧串联第三电阻后与所述压敏电阻并联，所述电压互感器的二次侧与所述第五电阻并联；

所述第五电阻的一端与第一基准电压相连，所述第五电阻的另一端与所述第四电阻的一端相连，所述第四电阻的另一端与所述第二滤波电路的一端相连，所述第二滤波电路的另一端与所述模数转换模块相连。

可选的，所述第二滤波电路包括第二电容、第三二极管、第四二极管、第三灵敏电流计和第四灵敏电流计；

所述第四灵敏电流计、第四二极管和第三二极管依次串联后与第二基准电压相连；

所述第三灵敏电流计与所述第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端与所述第四二极管靠近第三二极管的一端连接后，与所述模数转换模块相连；

所述第四电阻与所述第二电容远离所述第三灵敏电流计的一端相连。

可选的，所述模数转换模块的型号为STM32F405。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供的一种便携式光路一体机的信号调理电路，包括电流调理采集电路、电压调理采集电路和模数转换模块；所述电流调理采集电路和电压调理采集电路均与所述模数转换模块连接。通过采用电流互感器与电阻、电容和二极管组合连接在一起，可以实现电流信号的调理和采集；本申请通过采用电压互感器与电阻、电容和二极管组合连接在一起，可以实现电压信号的调理和采集；信号经过调理和采集，滤除掉不需要的高频干扰信号，从而仅使需要的低频信号通过，提高采集信号精度，减少干扰，使采样结果更加准确可靠，而且能够根据线路的损耗情况，灵活调节便携式光路一体机的增益，且对不同厂家的传输设备具有良好的兼容性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中一种便携式光路一体机的信号调理电路的示意图。

其中，1-电流调理采集电路、11-第一滤波电路、2-电压调理采集电路、21-第二滤波电路、3-模数转换模块。

具体实施方式

为使本申请实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本申请。

图1为本申请实施例中一种便携式光路一体机的信号调理电路的示意图，参见图1，一种便携式光路一体机的信号调理电路，包括电流调理采集电路1、电压调理采集电路2和模数转换模块3；所述电流调理采集电路1和电压调理采集电路2均与所述模数转换模块3连接。

在一些实施例中，所述模数转换模块3的型号为STM32F405。

在一些实施例中，所述电流调理采集电路1包括电流互感器CT、第一电阻R1、第二电阻R2和第一滤波电路11；所述电流互感器CT的一次侧与电流输入端相连，所述电流互感器CT的二次侧与所述第二电阻R2并联；所述第二电阻R2的一端与第一基准电压Uref/2相连，所述第二电阻R2的另一端与所述第一电阻R1的一端相连，所述第一电阻R1的另一端与所述第一滤波电路11的一端相连，所述第一滤波电路11的另一端与所述模数转换模块3相连。

所述第一滤波电路11包括第一电容C1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一灵敏电流计G1和第二灵敏电流计G2；所述第二灵敏电流计G2、第一二极管D1和第二二极管D2依次串联后与第二基准电压Uref相连；所述第一灵敏电流计G1与所述第一电容C1的一端相连，所述第一电容C1的另一端与所述第一二极管D1靠近第二二极管D2的一端连接后，与所述模数转换模块3相连；所述第一电阻R1与所述第一电容C1远离所述第一灵敏电流计G1的一端相连。

所述电流调理采集电路1的二次侧设计最大输入为5A，实际使用时，可在电流调理采集电路1的一次侧增加电流互感器CT，电流互感器CT的变比可在仪表中手动设定，也可通过上位机设定。电流信号首先经过电流互感器CT转换，再经过第二电阻R2转换为电压信号，由第一滤波电路11除去高频干扰，最后由模数转换模块3进行电流信号采样，用于后续的参数计算和分析。

在一些实施例中，所述电压调理采集电路2包括压敏电阻VR1、电压互感器PT、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第二滤波电路21；所述压敏电阻VR1与电压输入端并联，所述电压互感器PT的一次侧串联第三电阻R3后与所述压敏电阻VR1并联，所述电压互感器PT的二次侧与所述第五电阻R5并联；所述第五电阻R5的一端与第一基准电压Uref/2相连，所述第五电阻R5的另一端与所述第四电阻R4的一端相连，所述第四电阻R4的另一端与所述第二滤波电路21的一端相连，所述第二滤波电路21的另一端与所述模数转换模块3相连。

所述第二滤波电路21包括第二电容C2、第三二极管D3、第四二极管D4、第三灵敏电流计G3和第四灵敏电流计G4；所述第四灵敏电流计G4、第四二极管D4和第三二极管D3依次串联后与第二基准电压Uref相连；所述第三灵敏电流计G3与所述第二电容C2的一端相连，所述第二电容C2的另一端与所述第四二极管D4靠近第三二极管D3的一端连接后，与所述模数转换模块3相连；所述第四电阻R4与所述第二电容C2远离所述第三灵敏电流计G3的一端相连。

所述电压调理采集电路2分为低压和中高压两种类型：低压时，由于固定的电压输入在220V左右，无需互感器；中高压时，电压无法直入仪表，需要使用电压互感器PT，将输入电圧转换为0－100V的信号，电压互感器PT的变比可在仪表中手动设定，也可通过上位机设定。这里的电路采用电压互感器PT，首先使用R3将电压信号转换为电流信号，然后通过电压互感器PT和第五电阻R5将信号转化为电压信号，然后由第二滤波电路21将信号中的高频干扰去除，最后由模数转换模块3进行信号采样，用于后续的参数计算。

仪表设计时，将采样信号的基准零点抬高到了二分之一满量程值，从而实现了信号的双极性输入，提高了整体的测量精度。同时，在电压信号输入端子处，增加压敏电阻VR1，防止电网中电压波动时对仪表造成损坏。电路中还使用了第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4进行限幅保护，防止过电流或过电压等情况出现时，损坏模数转换模块3。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供的一种便携式光路一体机的信号调理电路，包括电流调理采集电路1、电压调理采集电路2和模数转换模块3；所述电流调理采集电路1和电压调理采集电路2均与所述模数转换模块3连接。通过采用电流互感器CT与电阻、电容和二极管组合连接在一起，可以实现电流信号的调理和采集；本申请通过采用电压互感器PT与电阻、电容和二极管组合连接在一起，可以实现电压信号的调理和采集；信号经过调理和采集，滤除掉不需要的高频干扰信号，从而仅使需要的低频信号通过，提高采集信号精度，减少干扰，使采样结果更加准确可靠，而且能够根据线路的损耗情况，灵活调节便携式光路一体机的增益，且对不同厂家的传输设备具有良好的兼容性。

以上显示和描述了本申请的基本原理和主要特征以及本申请的优点，对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种便携式光路一体机的信号调理电路，其特征在于，包括电流调理采集电路、电压调理采集电路和模数转换模块；

所述电流调理采集电路和电压调理采集电路均与所述模数转换模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携式光路一体机的信号调理电路，其特征在于，所述电流调理采集电路包括电流互感器、第一电阻、第二电阻和第一滤波电路；

所述电流互感器的一次侧与电流输入端相连，所述电流互感器的二次侧与所述第二电阻并联；

所述第二电阻的一端与第一基准电压相连，所述第二电阻的另一端与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述第一滤波电路的一端相连，所述第一滤波电路的另一端与所述模数转换模块相连。

3.根据权利要求2所述的一种便携式光路一体机的信号调理电路，其特征在于，所述第一滤波电路包括第一电容、第一二极管、第二二极管、第一灵敏电流计和第二灵敏电流计；

所述第二灵敏电流计、第一二极管和第二二极管依次串联后与第二基准电压相连；

所述第一灵敏电流计与所述第一电容的一端相连，所述第一电容的另一端与所述第一二极管靠近第二二极管的一端连接后，与所述模数转换模块相连；

所述第一电阻与所述第一电容远离所述第一灵敏电流计的一端相连。

4.根据权利要求1所述的一种便携式光路一体机的信号调理电路，其特征在于，所述电压调理采集电路包括压敏电阻、电压互感器、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第二滤波电路；

所述压敏电阻与电压输入端并联，所述电压互感器的一次侧串联第三电阻后与所述压敏电阻并联，所述电压互感器的二次侧与所述第五电阻并联；

所述第五电阻的一端与第一基准电压相连，所述第五电阻的另一端与所述第四电阻的一端相连，所述第四电阻的另一端与所述第二滤波电路的一端相连，所述第二滤波电路的另一端与所述模数转换模块相连。

5.根据权利要求4所述的一种便携式光路一体机的信号调理电路，其特征在于，所述第二滤波电路包括第二电容、第三二极管、第四二极管、第三灵敏电流计和第四灵敏电流计；

所述第四灵敏电流计、第四二极管和第三二极管依次串联后与第二基准电压相连；

所述第三灵敏电流计与所述第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端与所述第四二极管靠近第三二极管的一端连接后，与所述模数转换模块相连；

所述第四电阻与所述第二电容远离所述第三灵敏电流计的一端相连。

6.根据权利要求1所述的一种便携式光路一体机的信号调理电路，其特征在于，所述模数转换模块的型号为STM32F405。

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